Solo femmine e ibride. L’incredibile evoluzione delle salamandre unisessuate nordamericane

Tra le salamandre americane del genere Amystoma esiste un lignaggio di femmine ibride e poliploidi, che, secondo una recente ricerca, si sarebbero evolute per milioni di anni riproducendosi prevalentemente per clonazione

In un nuovo studio pubblicato su Evolution, un team di ricerca dell’Ohio State University, Cleveland, USA ha tracciato la storia evolutiva delle salamandre unisessuate del genere Ambystoma. Scoprendo, contrariamente a quanto ritenuto fino ad oggi, che per milioni di anni questi animali si sono riprodotti prevalentemente per clonazione, con pochi eventi di ibridazione con altre salamandre dello stesso genere.

In effetti, il genere Ambystoma vede al suo interno sia specie bisessuate che ibridi unisessuate (Pikaia ne ha parlato qui). Queste ultime, come immaginabile, sono solo femmine e si riproducono in gran parte per clonazione. Ciononostante, per produrre cellule uovo, è necessario che le femmine ibride vengano a contatto con lo sperma dei maschi di altre specie dello stesso genere. Nella maggior parte dei casi lo sperma viene poi scartato e la riproduzione avviene per clonazione. alvolta, però, viene anche acquisita l’informazione contenuta nei gameti maschili, anche solo parzialmente, trasferendo alle figlie solo alcuni dei geni maschili. Il processo viene nel complesso è chiamato cleptogenesi.

Gli scienziati sospettavano che alla base del successo evolutivo di questo lignaggio ci fosse proprio questa abilità di “rubare” lo sperma di altre specie. In sua assenza, con la sola clonazione, gli individui sarebbero stati esposti a vari problemi legati all’impoverimento del pool genetico. Si aspettavano quindi di trovare numerose tracce di questi eventi di ibridazione nel DNA delle salamandre.

Per testare l’ipotesi, si è fatto uso della mappatura genetica di 100 campioni di DNA, appartenenti sia a ibridi unisessuati, che a individui di entrambi i sessi delle specie A. jeffersonianum e A. laterale, di cui i ricercatori hanno ricostruito la loro storia evolutiva negli ultimi 3,4 milioni.

I risultati indicano l’opposto di quanto ritenuto dai ricercatori: i segni di acquisizione di elementi genici da altre specie sono rari, ridimensionando il ruolo che questi eventi avrebbero dovuto avere nella storia evolutiva di queste popolazioni; il dato è sorprendente se si considera un intervallo di più di 3 milioni di anni. Inoltre, i risultati suggeriscono anche che l’acquisizione di DNA di altre specie è avvenuta più frequentemente in periodi relativamente recenti, a partire da 500 mila anni fa con un ultimo picco negli ultimi 100 mila anni, lasciando agli scienziati la domanda aperta se ciò sia da imputarsi al mutare delle condizioni ambientali. Fatto sta che mentre normalmente, in altre specie, le popolazioni di ibridi poliploidi si estinguono in 100 mila anni circa, la linea evolutiva di queste salamandre sembra invece durare milioni di anni.

Il genere Ambystoma è diffuso nell’America centro settentrionale, dal Messico al Canada. La ricerca però è stata condotta solo su campioni di individui provenienti da Ohio e Michigan, negli Stati Uniti, e per poter generalizzare le conclusioni sarebbe necessario condurre analisi simili su campioni provenienti dal resto dell’areale.


Bibliografia
Robert D. Denton et al., 2018 . Genome-specific histories of divergence and introgression between an allopolyploid unisexual salamander lineage and two ancestral sexual species. Evolution.

Immagine: Katy Greenwald/Ohio Biodiversity Conservation Partnership (CC BY 2.0), via Wikimedia Commons